JP7454445B2 - Electric vehicle charging device - Google Patents

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JP7454445B2 JP2020083041A JP2020083041A JP7454445B2 JP 7454445 B2 JP7454445 B2 JP 7454445B2 JP 2020083041 A JP2020083041 A JP 2020083041A JP 2020083041 A JP2020083041 A JP 2020083041A JP 7454445 B2 JP7454445 B2 JP 7454445B2
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Description

本発明は、電気自動車の蓄電池(バッテリ)を充電する電気自動車用充電装置に関するものである。 The present invention relates to an electric vehicle charging device that charges a storage battery (battery) of an electric vehicle.

従来、例えば、特許文献1には、電気自動車用充電装置が開示されている。この電気自動車用充電装置は、交流電力(AC電力)を直流電力(DC電力)に変換するAC/DC電力変換部、及びこのAC/DC電力変換部の出力側に接続されたソケット等を有している。ソケットには、充電ケーブルの一端に接続されたプラグが着脱自在に接続される。充電ケーブルの他端には、ケーブル設置型充電制御装置を介して、電気自動車の充電口に着脱自在に挿着されるコネクタが接続されている。ケーブル設置型充電制御装置は、電気自動車に搭載されたバッテリの充電を監視(モニタリング)し、取得した充電関連情報を端末装置に提供してバッテリの充電を制御するものである。プラグ内には、プラグピンの温度を測定する温度センサが設けられている。 Conventionally, for example, Patent Document 1 discloses an electric vehicle charging device. This electric vehicle charging device includes an AC/DC power converter that converts alternating current power (AC power) into direct current power (DC power), and a socket connected to the output side of this AC/DC power converter. are doing. A plug connected to one end of the charging cable is detachably connected to the socket. A connector that is detachably inserted into the charging port of the electric vehicle is connected to the other end of the charging cable via a cable-installed charging control device. The cable-installed charging control device monitors charging of a battery mounted on an electric vehicle, provides acquired charging-related information to a terminal device, and controls battery charging. A temperature sensor is provided within the plug to measure the temperature of the plug pin.

そして、AC/DC変換部から出力された直流電力は、ソケットに接続されたプラグを介して、充電ケーブルへ入力される。入力された直流電力は、ケーブル設置型充電制御装置を介して、コネクタから出力される。出力された直流電力は、電気自動車の充電口から入力され、バッテリが急速充電される。急速充電中、ケーブル設置型充電制御装置は、温度センサにより測定されたプラグピンの温度が一定レベル以上であれば、そのプラグピンが過熱状態であると判断して、充電電力の減少又は充電を中断するための制御を行う。 Then, the DC power output from the AC/DC converter is input to the charging cable via the plug connected to the socket. The input DC power is output from the connector via the cable-installed charging control device. The output DC power is input from the charging port of the electric vehicle, and the battery is rapidly charged. During quick charging, if the temperature of the plug pin measured by the temperature sensor is above a certain level, the cable-mounted charging control device determines that the plug pin is overheating, and reduces the charging power or interrupts charging. Perform control for

特開2016-63737号公報JP2016-63737A

特許文献1に開示された電気自動車用充電装置では、充電ケーブルの一端に接続されたプラグの温度監視を行い、過熱状態にあれば、充電電力を減少又は中断する制御を行い、そのプラグの加熱による火災の発生を防止しているが、充電時間が長くなる課題があった。 The electric vehicle charging device disclosed in Patent Document 1 monitors the temperature of the plug connected to one end of the charging cable, and if the plug is overheated, controls to reduce or interrupt the charging power to prevent the plug from heating. This prevents fires from occurring, but there is an issue with the longer charging time.

近年、利便性の観点から、急速充電装置を用いた電気自動車の充電時間を短縮することが要望されている。充電時間を短縮するためには、充電電流を大きくすれば良い。しかし、充電電流を大きくすれば、その充電電流を伝送するための充電ケーブルの線径が太くなり、操作性に難がでてくる。これに対し、充電ケーブルの線径を太くすることなく、充電電流を大きくすれば、ケーブル温度が上昇してケーブルが劣化する恐れがあるので、ケーブルを冷却することが必要になる。しかし、ケーブル冷却に関しても、液冷ケーブルを採用する等、価格面でデメリットがある。 In recent years, from the viewpoint of convenience, there has been a demand for shortening the charging time of electric vehicles using quick charging devices. In order to shorten the charging time, the charging current may be increased. However, if the charging current is increased, the wire diameter of the charging cable for transmitting the charging current becomes thicker, making operability difficult. On the other hand, if the charging current is increased without increasing the wire diameter of the charging cable, the cable temperature may rise and the cable may deteriorate, so it is necessary to cool the cable. However, regarding cable cooling, there are disadvantages in terms of price, such as the use of liquid-cooled cables.

電気自動車用急速充電装置に使用される充電ケーブルには、安全性の観点から、定格電流が規定されており、その定格電流を超えて充電ができなかった。しかし、近年の研究から、定格電流を超えた増加電流(以下「ブースト電流」という。)を充電ケーブルに流しても、ケーブル温度が、許容される上限温度を越えなければ、安全性に問題がないことが証明されている。 Charging cables used in quick charging devices for electric vehicles have a rated current specified from the viewpoint of safety, and charging cannot exceed the rated current. However, recent research has shown that even if an increased current exceeding the rated current (hereinafter referred to as "boost current") is passed through the charging cable, if the cable temperature does not exceed the allowable upper limit temperature, there may be safety issues. It has been proven that there is no.

そこで、本発明の電気自動車用充電装置では、安全性を確保しつつ、ブースト電流を用いてバッテリを充電させるために、以下の構成を採用している。
即ち、本発明の電気自動車用充電装置は、充電電流指令に基づき交流電力を直流電力に変換して、電気自動車のバッテリを充電する充電電流を生成するAC/DC電力変換部と、前記バッテリに接続される充電コネクタを有し、前記充電電流を前記充電コネクタ側へ伝送し、前記充電コネクタを介して前記バッテリを充電する充電ケーブルと、前記充電ケーブルのケーブル温度を検出するケーブル温度センサと、前記ケーブル温度センサで検出された前記ケーブル温度に基づき、前記ケーブル温度が、許容される上限温度よりも低ければ、前記充電ケーブルの定格電流を超えたブースト電流にて前記バッテリの充電を行わせるための前記充電電流指令を出力して前記AC/DC電力変換部を制御する充電制御部と、を備えることを特徴とする。
Therefore, the electric vehicle charging device of the present invention employs the following configuration in order to charge the battery using boost current while ensuring safety.
That is, the electric vehicle charging device of the present invention includes an AC/DC power converter that converts AC power into DC power based on a charging current command and generates a charging current for charging the battery of the electric vehicle, and a charging cable having a charging connector connected thereto, transmitting the charging current to the charging connector side and charging the battery via the charging connector; and a cable temperature sensor detecting the cable temperature of the charging cable; Based on the cable temperature detected by the cable temperature sensor, if the cable temperature is lower than an allowable upper limit temperature, the battery is charged with a boost current exceeding the rated current of the charging cable. and a charging control section that outputs the charging current command to control the AC/DC power conversion section.

本発明によれば、充電ケーブルの定格電流を超えたブースト電流での充電が可能となり、電気自動車に搭載されたバッテリの充電時間を短縮することができる。これにより、利便性が著しく向上する。 The present invention makes it possible to charge with a boost current that exceeds the rated current of the charging cable, thereby shortening the charging time of the battery installed in the electric vehicle. This significantly improves convenience.

本発明の実施例1における電気自動車用充電装置の構成を示す概略の回路図A schematic circuit diagram showing the configuration of an electric vehicle charging device in Example 1 of the present invention 図1の充電装置1を用いた充電シーケンス(時間条件での充電制御)を示すパターン図A pattern diagram showing a charging sequence (charging control based on time conditions) using the charging device 1 of FIG. 1 図1の充電装置1を用いた充電シーケンス(ケーブル温度条件での充電制御(1))を示すパターン図A pattern diagram showing a charging sequence (charging control under cable temperature conditions (1)) using the charging device 1 in Figure 1 図1の充電装置1を用いた充電シーケンス(ケーブル温度条件での充電制御(2))を示すパターン図A pattern diagram showing a charging sequence (charging control under cable temperature conditions (2)) using the charging device 1 in Figure 1 図1の充電装置1を用いた充電シーケンス(ケーブル温度条件での充電制御(保護))を示すパターン図A pattern diagram showing a charging sequence (charging control (protection) under cable temperature conditions) using the charging device 1 in Figure 1 図1の充電装置1を用いた充電シーケンス(周囲温度条件での充電制御(1))を示すパターン図A pattern diagram showing a charging sequence (charging control under ambient temperature conditions (1)) using the charging device 1 of FIG. 1 図1の充電装置1を用いた充電シーケンス(周囲温度条件での充電制御(2))を示すパターン図A pattern diagram showing a charging sequence (charging control under ambient temperature conditions (2)) using the charging device 1 of FIG. 1 図1の充電装置1を用いた充電シーケンス(周囲温度条件での充電制御(保護))を示すパターン図A pattern diagram showing a charging sequence (charging control (protection) under ambient temperature conditions) using the charging device 1 in Figure 1 図1の充電装置1における充電動作を示すフローチャートFlowchart showing the charging operation in the charging device 1 of FIG. 1

本発明を実施するための形態は、以下の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、明らかになるであろう。但し、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。 Modes for carrying out the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments when read in conjunction with the accompanying drawings. However, the drawings are solely for illustrative purposes and do not limit the scope of the present invention.

(実施例1の構成)
図1は、本発明の実施例1における電気自動車用充電装置の構成を示す概略の回路図である。
(Configuration of Example 1)
FIG. 1 is a schematic circuit diagram showing the configuration of an electric vehicle charging device in Example 1 of the present invention.

この電気自動車用充電装置(以下単に「充電装置」という。)1は、交流電源20から供給される交流電力を直流電力に変換し、充電ケーブル21の端末に接続された充電コネクタ22及び電気自動車の充電口24を介して、電気自動車に搭載されたバッテリ25を急速充電するための装置である。充電コネクタ22は、充電ガンとも言われ、電気自動車の充電口24に着脱自在に挿着されるものであり、内部の接触子付近に、充電ケーブル21の温度を検出するためのケーブル温度センサ23が内蔵されている。ケーブル温度センサ23は、温度により抵抗値が変化するサーミスタ等の感温素子により構成されている。 This electric vehicle charging device (hereinafter simply referred to as "charging device") 1 converts AC power supplied from an AC power source 20 into DC power, and connects a charging connector 22 connected to a terminal of a charging cable 21 to an electric vehicle. This is a device for rapidly charging a battery 25 mounted on an electric vehicle through a charging port 24 of the electric vehicle. The charging connector 22, also called a charging gun, is detachably inserted into the charging port 24 of an electric vehicle, and has a cable temperature sensor 23 near the internal contact for detecting the temperature of the charging cable 21. is built-in. The cable temperature sensor 23 is composed of a temperature sensing element such as a thermistor whose resistance value changes depending on the temperature.

充電装置1は、交流電力を入力する入力部2を有し、この入力部2の出力側に、AC/DC電力変換部3及び出力部4が直列に接続されている。AC/DC電力変換部3は、入力部2から入力される交流電力を直流電力に変換し、充電電流指令S13に基づき、通常の定格電流、この定格電流を超えたブースト電流、又は、停止状態の零電流のいずれかを出力するものである。出力部4は、AC/DC電力変換部3の出力電流を充電ケーブル21へ送出するものである。 The charging device 1 has an input section 2 that inputs AC power, and an AC/DC power conversion section 3 and an output section 4 are connected in series to the output side of the input section 2. The AC/DC power conversion unit 3 converts the AC power input from the input unit 2 into DC power, and converts it into a normal rated current, a boost current exceeding this rated current, or a stopped state based on the charging current command S13. It outputs one of the zero currents. The output section 4 sends the output current of the AC/DC power conversion section 3 to the charging cable 21.

充電装置1には、更に、操作部5、周囲温度センサ6、及び充電制御部10が設けられている。操作部5は、充電の開始・中止等の情報を入力するものであり、キーボード等により構成されている。周囲温度センサ6は、充電装置1の内部又は外部の周囲温度を検出するものであり、温度により抵抗値が変化するサーミスタ等の感温素子により構成されている。 The charging device 1 is further provided with an operation section 5, an ambient temperature sensor 6, and a charging control section 10. The operation unit 5 is used to input information such as starting and stopping charging, and is composed of a keyboard and the like. The ambient temperature sensor 6 detects the ambient temperature inside or outside the charging device 1, and is composed of a temperature sensing element such as a thermistor whose resistance value changes depending on the temperature.

充電制御部10は、充電電流指令S13をAC/DC電力変換部3に与えて、このAC/DC電力変換部3の出力電流を制御するものであり、ケーブル温度計測部11、周囲温度計測部12、及び充電電流指令部13等を有している。ケーブル温度計測部11は、ケーブル温度センサ23の出力信号から、充電ケーブル21のケーブル温度を計測し、このケーブル温度を充電電流指令部13へ与えるものである。周囲温度計測部12は、周囲温度センサ6の出力信号から、充電装置1の周囲温度を計測し、この周囲温度を充電電流指令部13へ与えるものである。 The charging control unit 10 provides a charging current command S13 to the AC/DC power converter 3 to control the output current of the AC/DC power converter 3, and includes a cable temperature measuring unit 11, an ambient temperature measuring unit 12, a charging current command section 13, and the like. The cable temperature measurement section 11 measures the cable temperature of the charging cable 21 from the output signal of the cable temperature sensor 23 and provides this cable temperature to the charging current command section 13 . The ambient temperature measuring section 12 measures the ambient temperature of the charging device 1 from the output signal of the ambient temperature sensor 6, and provides this ambient temperature to the charging current command section 13.

充電電流指令部13は、計測されたケーブル温度及び周囲温度を入力し、ケーブル温度が、許容される上限温度(例えば、ブーストモード充電継続可能なケーブル温度Kmax1、あるいは、ブーストモード充電開始可能なケーブル温度Kmax2)、又は、周囲温度が、許容される設定温度(例えば、ブーストモード充電継続可能な周囲温度Lmax1、あるいは、ブーストモード充電開始可能な周囲温度Lmax2)よりも低ければ、充電ケーブル21の定格電流を超えた「ブーストモード充電」を行わせるための充電電流指令S13を出力し、充電中に、ケーブル温度が、許容される上限温度(例えば、異常判定のケーブル温度Kmax3)、又は、周囲温度が、許容される設定温度(例えば、異常判定の周囲温度Lmax3)を超えた時に、温度異常を検出して、「充電終了」の充電電流指令S13を出力し、AC/DC電力変換部3を制御する機能を有している。更に、充電電流指令部13は、バッテリ25への充電時間を計測する充電時間計測部(例えば、タイマ)13aを有し、このタイマ13aで計測された充電時間に基づき、ブースト電流による充電時間が上限時間(例えば、ブーストモード充電最大時間Tmax)を超えると、「定格電流充電」の充電電流指令S13を出力してAC/DC電力変換部3を制御する等の機能を有している。 The charging current command unit 13 inputs the measured cable temperature and ambient temperature, and determines whether the cable temperature is an allowable upper limit temperature (for example, a cable temperature Kmax1 at which boost mode charging can be continued or a cable at which boost mode charging can be started). temperature Kmax2) or the ambient temperature is lower than the allowable set temperature (for example, the ambient temperature Lmax1 that allows boost mode charging to continue, or the ambient temperature Lmax2 that allows boost mode charging to start), the rating of the charging cable 21 A charging current command S13 for performing "boost mode charging" exceeding the current is output, and during charging, the cable temperature is set to the allowable upper limit temperature (for example, cable temperature Kmax3 for abnormality determination) or the ambient temperature. exceeds the allowable set temperature (for example, the ambient temperature Lmax3 for abnormality determination), detects a temperature abnormality, outputs the charging current command S13 to "end charging", and activates the AC/DC power converter 3. It has a control function. Furthermore, the charging current command unit 13 includes a charging time measuring unit (for example, a timer) 13a that measures the charging time for the battery 25, and determines the charging time by the boost current based on the charging time measured by the timer 13a. When the upper limit time (for example, boost mode charging maximum time Tmax) is exceeded, it has a function of outputting a charging current command S13 for "rated current charging" to control the AC/DC power converter 3.

このような充電電流指令部13を有する充電制御部10は、中央処理装置(CPU)を有するプロセッサや、半導体素子等の個別回路により、構成されている。 The charging control unit 10 having such a charging current command unit 13 is constituted by a processor having a central processing unit (CPU) and individual circuits such as semiconductor elements.

(実施例1の動作)
図2A~図2Gは、図1の充電装置1を用いた充電シーケンスを示すパターン図である。各図2A~図2Gにおいて、横軸は充電時間、及び、縦軸は充電電流(A)であり、充電制御部10の制御により、以下の制御が行われる。
(Operation of Example 1)
2A to 2G are pattern diagrams showing a charging sequence using the charging device 1 of FIG. 1. In each of FIGS. 2A to 2G, the horizontal axis represents the charging time, and the vertical axis represents the charging current (A), and the following control is performed under the control of the charging control unit 10.

図2Aのパターン図は、充電シーケンス(充電時間条件での充電制御)を示している。充電の設定時間を例えば30分とする。先ず、定格電流を超えたブースト電流でのブーストモードで充電し、ブーストモード充電最大時間Tmax(分)の到達により、充電電流を制限して定格電流まで下げ、残り時間(30-Tmax)分の間、充電する。 The pattern diagram in FIG. 2A shows a charging sequence (charging control under charging time conditions). For example, the set charging time is 30 minutes. First, charge in boost mode with a boost current that exceeds the rated current, and when the maximum boost mode charging time Tmax (minutes) is reached, the charging current is limited and lowered to the rated current, and the remaining time (30-Tmax) is charged. Charge the battery for a while.

図2Bのパターン図は、充電シーケンス(ケーブル温度条件での充電制御(1))を示している。充電の設定時間を例えば30分とする。ブーストモードでの充電中に、ケーブル温度が上昇して、許容される上限温度(例えば、ブーストモード充電継続可能なケーブル温度Kmax1)を超えたため、30分の残りの時間(30-α)分は、定格電流に制限して充電する。 The pattern diagram in FIG. 2B shows a charging sequence (charging control under cable temperature conditions (1)). For example, the charging time is set to 30 minutes. During charging in boost mode, the cable temperature rose and exceeded the allowable upper limit temperature (for example, the cable temperature Kmax1 at which boost mode charging can be continued), so the remaining 30 minutes (30-α) , charging is limited to the rated current.

図2Cのパターン図は、充電シーケンス(ケーブル温度条件での他の充電制御(2))を示している。充電の設定時間を例えば30分とする。ケーブル温度が、許容される上限温度(例えば、ブーストモード充電開始可能なケーブル温度Kmax2)を超えているため、充電電流を制限して定格電流にて充電を行う。α分後、ケーブル温度が、ケーブル温度Kmax2まで下がったので、ブーストモードで充電する。ブーストモードでの充電中、ケーブル温度がケーブル温度Kmax1まで上昇すると、充電電流を制限して定格電流まで下げ、残り時間(30-α-Tmax)分の間、充電する。つまり、充電制御部10は、ブーストモードでの充電、及びその後の定格電流での充電において、ケーブル温度が上限温度(例えば、ケーブル温度Kmax1)を超えないようにフィードバック制御を行う。 The pattern diagram in FIG. 2C shows a charging sequence (other charging control (2) under cable temperature conditions). For example, the set charging time is 30 minutes. Since the cable temperature exceeds the allowable upper limit temperature (for example, cable temperature Kmax2 at which boost mode charging can be started), the charging current is limited and charging is performed at the rated current. After α minutes, the cable temperature has dropped to cable temperature Kmax2, so charging is performed in boost mode. During charging in boost mode, when the cable temperature rises to cable temperature Kmax1, the charging current is limited and lowered to the rated current, and charging is continued for the remaining time (30-α-Tmax). That is, the charging control unit 10 performs feedback control so that the cable temperature does not exceed the upper limit temperature (for example, cable temperature Kmax1) during charging in the boost mode and subsequent charging at the rated current.

図2Dのパターン図は、充電シーケンス(ケーブル温度条件での充電制御(保護))を示している。ケーブル温度が、許容される上限温度(例えば、異常判定のケーブル温度Kmax3)よりも低いので、ブーストモードで充電を行う。ブーストモードでの充電中に、温度異常が発生(例えば、短絡事故等によってケーブル温度が急激に上昇)し、ケーブル温度Kmax3に達すると、保護のために充電を停止する。 The pattern diagram in FIG. 2D shows a charging sequence (charging control (protection) under cable temperature conditions). Since the cable temperature is lower than the allowable upper limit temperature (for example, cable temperature Kmax3 for abnormality determination), charging is performed in boost mode. During charging in the boost mode, if a temperature abnormality occurs (for example, the cable temperature rises rapidly due to a short circuit accident, etc.) and the cable temperature reaches Kmax3, charging is stopped for protection.

図2Eのパターン図は、充電シーケンス(周囲温度条件での充電制御(1))を示している。充電の設定時間を例えば30分とする。周囲温度が、ブーストモード充電継続可能な周囲温度Lmax1よりも低い場合、ブーストモードで充電する。α分後、周囲温度が上昇して周囲温度Lmax1に達すると、残り時間(30-α)分の間、定格電流にて充電する。これにより、周囲温度が低下していく。 The pattern diagram in FIG. 2E shows a charging sequence (charging control under ambient temperature conditions (1)). For example, the charging time is set to 30 minutes. When the ambient temperature is lower than the ambient temperature Lmax1 at which boost mode charging can be continued, charging is performed in boost mode. After α minutes, when the ambient temperature rises and reaches the ambient temperature Lmax1, charging is performed at the rated current for the remaining time (30-α) minutes. As a result, the ambient temperature decreases.

図2Fのパターン図は、充電シーケンス(周囲温度条件での他の充電制御(2))を示している。充電の設定時間を例えば30分とする。周囲温度が、許容される設定温度(例えば、ブーストモード充電開始可能な周囲温度Lmax2)を超えているため、充電電流を制限して定格電流にて充電を行う。α分後、周囲温度が、周囲温度Lmax2まで低下したので、ブーストモードで充電する。ブーストモードでの充電中、周囲温度が周囲温度Lmax1まで上昇すると、充電電流を制限して定格電流まで下げ、残り時間(30-α-Tmax)分の間、充電する。つまり、充電制御部10は、ブーストモードでの充電、及びその後の定格電流での充電において、周囲温度が設定温度(例えば、設定温度Lmax1)を超えないようにフィードバック制御を行う。 The pattern diagram in FIG. 2F shows the charging sequence (other charging control (2) under ambient temperature conditions). For example, the charging time is set to 30 minutes. Since the ambient temperature exceeds the allowable set temperature (for example, the ambient temperature Lmax2 at which boost mode charging can be started), the charging current is limited and charging is performed at the rated current. After α minutes, the ambient temperature has decreased to ambient temperature Lmax2, so charging is performed in boost mode. During charging in boost mode, when the ambient temperature rises to ambient temperature Lmax1, the charging current is limited and lowered to the rated current, and charging is continued for the remaining time (30-α-Tmax). That is, the charging control unit 10 performs feedback control so that the ambient temperature does not exceed a set temperature (for example, set temperature Lmax1) during charging in the boost mode and subsequent charging at the rated current.

図2Gのパターン図は、充電シーケンス(周囲温度条件での充電制御(保護))を示している。周囲温度が、許容される設定温度(例えば、異常判定の周囲温度Lmax3)よりも低いので、ブーストモードで充電を行う。ブーストモードでの充電中に、温度異常が発生(例えば、短絡事故等によって周囲温度が急激に上昇)し、周囲温度Lmax3に達すると、保護のために充電を停止する。 The pattern diagram in FIG. 2G shows a charging sequence (charging control (protection) under ambient temperature conditions). Since the ambient temperature is lower than the allowable set temperature (for example, ambient temperature Lmax3 for abnormality determination), charging is performed in boost mode. During charging in the boost mode, if a temperature abnormality occurs (for example, the ambient temperature rises rapidly due to a short circuit accident, etc.) and the ambient temperature reaches Lmax3, charging is stopped for protection.

図3(A),(B)は、図1の充電装置1における充電動作を示すフローチャートである。
図1の充電装置1では、以下の図3(A)のステップST1~ST9又は図3(B)のステップST10~ST11に従い、電気自動車のバッテリ25への充電動作を行う。
3(A) and 3(B) are flowcharts showing the charging operation in the charging device 1 of FIG. 1.
The charging device 1 of FIG. 1 performs a charging operation to the battery 25 of the electric vehicle according to steps ST1 to ST9 of FIG. 3(A) or steps ST10 to ST11 of FIG. 3(B) below.

図3(A)のステップST1において、図1の操作部5により充電開始操作を行うと、ステップST2へ進む。ステップST2において、図1の充電電流指令部13は、ケーブル温度計測部11で計測されたケーブル温度、及び周囲温度計測部12で計測された周囲温度に基づき、ブーストモード充電開始判定を行う。充電電流指令部13は、ケーブル温度が、図2Cのブーストモード充電開始可能なケーブル温度Kmax2よりも低い時、又は、周囲温度が、図2Fのブーストモード充電開始可能な周囲温度Lmax2よりも低い時には、ブーストモード充電開始可能と判定し(Y)、「ブーストモード充電」の充電電流指令S13をAC/DC電力変換部3へ出力してステップST3へ進み、それ以外の時には、ブーストモード充電開始不可と判定し(N)、「定格電流充電」の充電電流指令S13をAC/DC電力変換部3へ出力してステップST6へ進む。 In step ST1 of FIG. 3(A), when a charging start operation is performed using the operation unit 5 of FIG. 1, the process proceeds to step ST2. In step ST2, the charging current command unit 13 in FIG. 1 performs a boost mode charging start determination based on the cable temperature measured by the cable temperature measurement unit 11 and the ambient temperature measured by the ambient temperature measurement unit 12. When the cable temperature is lower than the cable temperature Kmax2 at which boost mode charging can be started in FIG. 2C, or when the ambient temperature is lower than the ambient temperature Lmax2 at which boost mode charging can be started in FIG. 2F, the charging current command unit 13 , determines that boost mode charging can be started (Y), outputs charging current command S13 of "boost mode charging" to AC/DC power converter 3, and proceeds to step ST3; otherwise, boost mode charging cannot be started. (N), the charging current command S13 of "rated current charging" is output to the AC/DC power converter 3, and the process proceeds to step ST6.

ステップST3において、AC/DC電力変換部3は、入力部2から入力された交流電力を直流電力に変換し、充電ケーブル21の定格電流よりも大きいブースト電流を生成する。生成されたブースト電流は、出力部4から充電ケーブル21へ出力され、充電コネクタ22及び電気自動車の充電口24を介して、バッテリ25へ供給される。これにより、バッテリ25のブーストモード充電が行われ、ステップST4へ進む。 In step ST3, the AC/DC power converter 3 converts the AC power input from the input unit 2 into DC power, and generates a boost current larger than the rated current of the charging cable 21. The generated boost current is output from the output unit 4 to the charging cable 21 and supplied to the battery 25 via the charging connector 22 and the charging port 24 of the electric vehicle. As a result, the battery 25 is charged in boost mode, and the process proceeds to step ST4.

ステップST4において、充電制御部10は、例えば、電気自動車から送られてくるバッテリ電圧信号等に基づき、バッテリ25の充電終了判定を行い、判定結果が「充電終了」の時には(Y)、ステップST9へ進んで充電終了の処理を行い、判定結果が「充電未終了」の時には(N)、ステップST5へ進む。 In step ST4, the charging control unit 10 determines whether charging of the battery 25 is completed based on, for example, a battery voltage signal sent from the electric vehicle, and when the determination result is "charging completed" (Y), step ST9. The process proceeds to step ST5 to perform charging termination processing, and when the determination result is "charging not completed" (N), the process proceeds to step ST5.

ステップST5において、充電電流指令部13は、タイマ13aで計測された充電時間、ケーブル温度計測部11で計測されたケーブル温度、及び周囲温度計測部12で計測された周囲温度に基づき、ブーストモード充電終了判定を行う。充電電流指令部13は、ブーストモード充電時間が、図2A、図2C又は図2Fのブーストモード充電最大時間Tmaxを超えている時、ケーブル温度が図2Bのブーストモード充電継続可能なケーブル温度Kmax1を超えている時、又は、周囲温度が図2Eのブーストモード充電継続可能な周囲温度Lmax1を超えている時、ブースモード充電終了と判定(Y)してステップST6へ進む。それ以外の時には、ブースモード充電が未終了と判定(N)し、ステップST3へ戻ってブースモード充電とステップST4の充電終了判定を繰り返す。 In step ST5, the charging current command section 13 performs boost mode charging based on the charging time measured by the timer 13a, the cable temperature measured by the cable temperature measuring section 11, and the ambient temperature measured by the ambient temperature measuring section 12. Make a termination judgment. When the boost mode charging time exceeds the maximum boost mode charging time Tmax in FIG. 2A, 2C, or 2F, the charging current command unit 13 sets the cable temperature Kmax1 at which the cable temperature can continue boost mode charging in FIG. 2B. or when the ambient temperature exceeds the ambient temperature Lmax1 in FIG. 2E at which boost mode charging can be continued, it is determined that the booth mode charging has ended (Y) and the process proceeds to step ST6. At other times, it is determined that the booth mode charging is not completed (N), and the process returns to step ST3 to repeat the booth mode charging and the charging completion determination in step ST4.

ステップST6において、充電電流指令部13は、「定格電流充電」の充電電流指令S13をAC/DC電力変換部3へ出力する。すると、AC/DC電力変換部3は、ブースト電流よりも低い定格電流を生成する。生成された定格電流は、出力部4から充電ケーブル21へ出力され、充電コネクタ22及び電気自動車の充電口24を介して、バッテリ25へ供給される。これにより、図2A、図2B、図2C、図2E又は図2Fに示すバッテリ25への定格充電が行われ、ステップST7へ進む。 In step ST6, the charging current command section 13 outputs the charging current command S13 for "rated current charging" to the AC/DC power conversion section 3. Then, the AC/DC power converter 3 generates a rated current lower than the boost current. The generated rated current is output from the output unit 4 to the charging cable 21 and supplied to the battery 25 via the charging connector 22 and the charging port 24 of the electric vehicle. Thereby, rated charging of the battery 25 shown in FIG. 2A, FIG. 2B, FIG. 2C, FIG. 2E, or FIG. 2F is performed, and the process proceeds to step ST7.

ステップST7において、充電制御部10は、例えば、電気自動車から送られてくるバッテリ電圧信号等に基づき、バッテリ25の充電終了判定を行い、判定結果が「充電終了」の時には(Y)、ステップST9へ進んで充電終了の処理を行い、判定結果が「充電未終了」の時には(N)、ステップST8へ進む。 In step ST7, the charging control unit 10 determines whether charging of the battery 25 is completed based on, for example, a battery voltage signal sent from the electric vehicle, and when the determination result is "charging completed" (Y), step ST9. The process proceeds to step ST8 to perform charging termination processing, and when the determination result is "charging not completed" (N), the process proceeds to step ST8.

ステップST8において、充電電流指令部13は、ケーブル温度計測部11で計測されたケーブル温度、及び周囲温度計測部12で計測された周囲温度に基づき、ブーストモード充電再開判定を行う。充電電流指令部13は、ケーブル温度が、図2Cのブーストモード充電開始可能なケーブル温度Kmax2よりも低い時、又は、周囲温度が、図2Fのブーストモード充電開始可能な周囲温度Lmax2よりも低い時には、ブーストモード充電再開可能と判定し(Y)、「ブーストモード充電」の充電電流指令S13をAC/DC電力変換部3へ出力して前記ステップST3に戻り、それ以外の時には、ブーストモード充電再開不可と判定し(N)、「定格電流充電」の充電電流指令S13をAC/DC電力変換部3へ出力して前記ステップST6に戻る。 In step ST8, the charging current command section 13 performs a boost mode charge restart determination based on the cable temperature measured by the cable temperature measurement section 11 and the ambient temperature measured by the ambient temperature measurement section 12. When the cable temperature is lower than the cable temperature Kmax2 at which boost mode charging can be started in FIG. 2C, or when the ambient temperature is lower than the ambient temperature Lmax2 at which boost mode charging can be started in FIG. 2F, the charging current command unit 13 , determines that boost mode charging can be resumed (Y), outputs the charging current command S13 for "boost mode charging" to the AC/DC power converter 3, and returns to step ST3; otherwise, boost mode charging is resumed. It is determined that it is not possible (N), and the charging current command S13 for "rated current charging" is output to the AC/DC power converter 3, and the process returns to step ST6.

図3(B)のステップST10において、図1の操作部5によって充電中止操作が行われると、充電制御部10の制御により、ステップST9へ進んで充電処理が終了する。又、ステップST11において、充電電流指令部13は、図3(A)のステップST3のブーストモード充電中、あるいは、ステップST6の定格電流充電中に、ケーブル温度が、図2Dの異常判定のケーブル温度Kmax3を超えた時に、又は、周囲温度が、図2Gの異常判定の周囲温度Lmax3を超えた時に、温度異常を検出して、「充電終了」の充電電流指令S13を出力し、保護のためにステップST9へ進んで充電処理を終了させる。 In step ST10 of FIG. 3(B), when a charging stop operation is performed using the operation unit 5 of FIG. 1, the process proceeds to step ST9 under the control of the charging control unit 10, and the charging process ends. Further, in step ST11, the charging current command unit 13 determines that during boost mode charging in step ST3 of FIG. When the ambient temperature exceeds Kmax3 or when the ambient temperature exceeds the ambient temperature Lmax3 for abnormality determination in Fig. 2G, a temperature abnormality is detected and a charging current command S13 of "charging end" is output for protection. The process advances to step ST9 to end the charging process.

(実施例1の効果)
本実施例1によれば、充電ケーブル21の定格電流を超えたブースト電流での充電が可能となり、電気自動車に搭載されたバッテリ25の充電時間を短縮することができる。これにより、利便性が著しく向上する。
(Effects of Example 1)
According to the first embodiment, charging with a boost current exceeding the rated current of the charging cable 21 is possible, and the charging time of the battery 25 mounted on the electric vehicle can be shortened. This significantly improves convenience.

(変形例)
本発明は、上記実施例1に限定されず、種々の利用形態や変形が可能である。この利用形態や変形例としては、例えば、次の(a)~(c)のようなものがある。
(a) 図1の充電装置1は、図示以外の構成に変形しても良い。例えば、充電制御部10は、ケーブル温度センサ23で検出されたケーブル温度に基づき、そのケーブル温度が、許容される上限温度よりも低ければ、充電ケーブル21の定格電流を超えたブースト電流にてバッテリ25の充電を行わせるための充電電流指令S13を出力してAC/DC電力変換部3を制御する構成に変形しても、実施例1と略同様の効果が得られる。
(b) 図2A~図2Gは、図示以外の充電シーケンスに変形しても良い。
(c) 図3の充電動作のフローチャートは、前記(a)に記載された充電装置1における構成の変形に応じて、処理内容を変更できる。
(Modified example)
The present invention is not limited to the first embodiment described above, and various usage forms and modifications are possible. Examples of usage patterns and modified examples include the following (a) to (c).
(a) The charging device 1 in FIG. 1 may be modified to have a configuration other than that shown in the drawings. For example, based on the cable temperature detected by the cable temperature sensor 23, if the cable temperature is lower than the allowable upper limit temperature, the charging control unit 10 uses a boost current exceeding the rated current of the charging cable 21 to charge the battery. Even if the configuration is modified to control the AC/DC power converter 3 by outputting the charging current command S13 for performing the charging of 25, substantially the same effects as in the first embodiment can be obtained.
(b) FIGS. 2A to 2G may be modified into charging sequences other than those shown.
(c) The processing content of the flowchart of the charging operation in FIG. 3 can be changed according to the modification of the configuration of the charging device 1 described in (a) above.

1 電気自動車用充電装置
3 AC/DC電力変換部
5 操作部
6 周囲温度センサ
10 充電制御部
11 ケーブル温度計測部
12 周囲温度計測部
13 充電電流指令部
13a タイマ
20 交流電力
21 充電ケーブル
22 充電コネクタ
23 ケーブル温度センサ
24 電気自動車の充電口
25 バッテリ
1 Electric vehicle charging device 3 AC/DC power conversion section 5 Operation section 6 Ambient temperature sensor 10 Charging control section 11 Cable temperature measurement section 12 Ambient temperature measurement section 13 Charging current command section 13a Timer 20 AC power 21 Charging cable 22 Charging connector 23 Cable temperature sensor 24 Electric vehicle charging port 25 Battery

Claims (6)

充電電流指令に基づき交流電力を直流電力に変換して、電気自動車のバッテリを充電する充電電流を生成するAC/DC電力変換部と、
前記バッテリに接続される充電コネクタを有し、前記充電電流を前記充電コネクタ側へ伝送し、前記充電コネクタを介して前記バッテリを充電する充電ケーブルと、
前記充電ケーブルのケーブル温度を検出するケーブル温度センサと、
前記ケーブル温度センサで検出された前記ケーブル温度に基づき、前記ケーブル温度が、許容される上限温度よりも低ければ、前記充電ケーブルの定格電流を超えた増加電流にて前記バッテリの充電を行わせるための前記充電電流指令を出力して前記AC/DC電力変換部を制御する充電制御部と、
を備えることを特徴とする電気自動車用充電装置。
an AC/DC power conversion unit that converts AC power to DC power based on a charging current command and generates a charging current for charging a battery of an electric vehicle;
a charging cable that has a charging connector connected to the battery, transmits the charging current to the charging connector side, and charges the battery via the charging connector;
a cable temperature sensor that detects the cable temperature of the charging cable;
Based on the cable temperature detected by the cable temperature sensor, if the cable temperature is lower than an allowable upper limit temperature, the battery is charged with an increased current exceeding the rated current of the charging cable. a charging control unit that outputs the charging current command to control the AC/DC power conversion unit;
An electric vehicle charging device comprising:
前記充電制御部は、
前記バッテリへの充電時間を計測する充電時間計測部を有し、
前記充電時間計測部で計測された前記充電時間に基づき、前記増加電流による前記充電時間が上限時間を超えると、前記定格電流にて前記バッテリの充電を行わせるための前記充電電流指令を出力して前記AC/DC電力変換部を制御する、
ことを特徴とする請求項1記載の電気自動車用充電装置。
The charging control section includes:
comprising a charging time measuring section that measures charging time to the battery,
Based on the charging time measured by the charging time measurement section, when the charging time using the increased current exceeds an upper limit time, outputting the charging current command for charging the battery at the rated current. controlling the AC/DC power conversion unit;
The electric vehicle charging device according to claim 1, characterized in that:
前記充電制御部は、
前記バッテリへの充電時間を計測する充電時間計測部を有し、
前記ケーブル温度センサで検出された前記ケーブル温度と、前記充電時間計測部で計測される設定時間と、に基づき、前記増加電流による前記バッテリへの充電中に、前記ケーブル温度が前記上限温度を超えると、前記設定時間内の残存時間の間、前記定格電流にて前記バッテリの充電を行わせるための前記充電電流指令を出力して前記AC/DC電力変換部を制御する、
ことを特徴とする請求項1記載の電気自動車用充電装置。
The charging control section includes:
comprising a charging time measuring section that measures charging time to the battery,
Based on the cable temperature detected by the cable temperature sensor and the set time measured by the charging time measuring section, the cable temperature exceeds the upper limit temperature while charging the battery with the increased current. and controlling the AC/DC power converter by outputting the charging current command for charging the battery at the rated current during the remaining time within the set time.
The electric vehicle charging device according to claim 1, characterized in that:
請求項1記載の電気自動車用充電装置の周囲温度を検出する周囲温度センサを有し、
前記充電制御部は、
前記周囲温度センサで検出された前記周囲温度が、許容される設定温度を超えると、前記定格電流にて前記バッテリの充電を行わせ、前記充電中に温度異常が発生した場合には、前記充電を停止させるための前記充電電流指令を出力して前記AC/DC電力変換部を制御する、
ことを特徴とする電気自動車用充電装置。
The electric vehicle charging device according to claim 1 has an ambient temperature sensor that detects the ambient temperature,
The charging control section includes:
When the ambient temperature detected by the ambient temperature sensor exceeds an allowable set temperature, the battery is charged at the rated current, and if a temperature abnormality occurs during the charging, the charging outputting the charging current command to stop the AC/DC power converter;
An electric vehicle charging device characterized by:
前記充電制御部は、
前記周囲温度が前記設定温度よりも低下した場合、又は、前記ケーブル温度が前記上限温度よりも低下した場合、前記定格電流から前記増加電流へ切り替えて前記バッテリの充電を行わせるための前記充電電流指令を出力して前記AC/DC電力変換部を制御する、
ことを特徴とする請求項4記載の電気自動車用充電装置。
The charging control section includes:
When the ambient temperature falls below the set temperature, or when the cable temperature falls below the upper limit temperature, the charging current switches from the rated current to the increased current to charge the battery. outputting a command to control the AC/DC power converter;
The electric vehicle charging device according to claim 4, characterized in that:
前記充電制御部は、
前記増加電流へ切り替えて前記バッテリの充電を行わせる場合、前記周囲温度が前記設定温度を超えないように、又は、前記ケーブル温度が前記上限温度を超えないように、フィードバック制御する、
ことを特徴とする請求項5記載の電気自動車用充電装置。
The charging control section includes:
When charging the battery by switching to the increased current, feedback control is performed so that the ambient temperature does not exceed the set temperature or the cable temperature does not exceed the upper limit temperature.
The electric vehicle charging device according to claim 5, characterized in that:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001136678A (en) 1999-11-11 2001-05-18 Toyota Motor Corp Power circuit
JP2001339803A (en) 2000-05-24 2001-12-07 Fuji Heavy Ind Ltd Charging device for hybrid electric vehicle
US20120119702A1 (en) 2009-07-27 2012-05-17 Rwe Ag Charging Cable Connector for Connecting an Electric Vehicle to a Charging Station
WO2013132874A1 (en) 2012-03-08 2013-09-12 パナソニック株式会社 Charging cable
JP2019187035A (en) 2018-04-06 2019-10-24 トヨタ自動車株式会社 Vehicle and method of charging vehicle

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001136678A (en) 1999-11-11 2001-05-18 Toyota Motor Corp Power circuit
JP2001339803A (en) 2000-05-24 2001-12-07 Fuji Heavy Ind Ltd Charging device for hybrid electric vehicle
US20120119702A1 (en) 2009-07-27 2012-05-17 Rwe Ag Charging Cable Connector for Connecting an Electric Vehicle to a Charging Station
WO2013132874A1 (en) 2012-03-08 2013-09-12 パナソニック株式会社 Charging cable
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